Бурение скважин на воду




Бурение скважин на воду: технология

+7 (903) 400-10-51

Содержание статьи

Материалы
Все придумали китайцы - компас, порох, бумагу... Бурение скважин тоже, но бурили они кое-как, а мы - хорошо!

Современные способы бурения скважин

Технология буренияБурение скважины на воду - сложная гидрогеологическая задача, требующая ответственного подхода и выполнения, для ее решения существует несколько основных способов бурения.

Все методы бурения делятся на два основных: вращательное и ударно-канатное.

Ударно-канатный метод бурения

Ударный снаряд подвешен на канате, который подаётся с инструментального барабана. Снаряд при долблении поднимается и сбрасывается с помощью балансира - оттяжного механизма станка, либо с лебедки. При сбросе снаряд под действием собственного веса падает вниз, разрушая породу на забое.

По мере углубления скважины бурильный канат стравливают с инструментального барабана, осуществляя подачу долота. Пробурив некоторый интервал скважины, прекращают долбление и приступают к очистке забоя. Эту операцию выполняют желонкой. После очистки скважины продолжают долбление или приступают к креплению скважины - неустойчивые интервалы закрепляют обсадными трубами.

Буровой снаряд для УКБ состоит из долота, ударной штанги, ножниц (яссы) и канатного замка (ропсокет).

Виды долот
Долота применяемые при ударно-канатном бурении
а- плоское б)- двутавровое в)- округляющее г)- крестовое

Долота применяются следующих типов: плоские, двутавровые, зетовые, округляющие, крестовые, пирамидальные и эксцентричные. Тип долота определяется характером проходимых пород. Угол заточки (атаки) зависит от твёрдости буримых горных пород.

При ударном бурении россыпных месторождений для забивки опережающей обсадной колонны одновременно с углубкой скважины, применяют дополнительно в составе снаряда забивную полуштангу и ударную головку.

Для удаления с забоя разрушенной породы и при проходке пластов плывуна используется желоночный снаряд в следующем составе: желонка, ножницы и канатный замок. Иногда добавляют короткую ударную штангу (полуштангу).

Установки ударно-канатного бурения

Установка ударно-канатного буренияУстановка ударно-канатного буренияУстановка ударно-канатного буренияУстановка ударно-канатного бурения

Основное преимущество ударно-канатного метода в том, что - не требуется снабжать буровые установки глиной и водой.

Основной недостаток - небольшая механическая скорость в легкопроходимых породах, относительно большой расход обсадных труб, метод более энергозатратный. Так же при бурении в породах выше III-ей категории в непосредственной близости от зданий возможны повреждения фундаментов от возникающей вибрации при ударе долота о забой.

Вращательные способы бурения

Вращательные способы бурения можно разделить на:

  • шнековое
  • колонковое
  • бурение с промывкой (прямой и обратной)
  • бурение с продувкой
  • ударно-вращательное (бурение с погружным пневмоударником)
При шнековом способе бурения мягких и рыхлых пород разрушение породы на забое производят вращающимся долотом различных конструкций, разрушенная порода транспортируется с забоя на дневную поверхность шнеками, представляющими собой единый винтовой транспортер. При шнековом бурении кольцевым забоем применяют магазинные шнеки и специальные коронки.

Этот вид бурения — наиболее распространенный и наиболее универсальный способ из всех видов неглубокого бурения. Его применяют при бурении в породах от I до VI категорий по буримости, в том числе в гравийно-галечных и в породах с включением небольших валунов. Широко распространено шнековое бурение ввиду того, что при бурении в большинстве пород происходит попутно закрепление стенок скважины поднимаемой породой.

Бурение шнекомДолото

Основное преимущество бурения шнеками – это высокая скорость проходки.

Основной недостаток – большая энергоемкость, невозможность бурения в породах твердостью выше VI категории.

При колонковом бурении разрушение породы на забое производится прорезанием кольцевого канала при помощи вращения колонковой трубы с размещенной на ее конце буровой коронкой. При этом в центральной части забоя (внутри колонковой трубы) образуется керн в виде столбика (монолит) ненарушенной структуры. После образования керна достаточной длины его отрывают от массива при помощи кернорвателя, устанавливаемого на колонковой трубе сразу над коронкой и поднимают на поверхность.

Нередко колонковое бурение пород ведется с призабойной циркуляцией промывочной жидкости, реже с промывкой ствола скважины глинистым раствором. Вместо промывки применяется также продувка забоя сжатым воздухом. Продувка имеет ряд немаловажных преимуществ перед промывкой, с точки зрения разведочного бурения, а именно:

  • исключается дополнительное увлажнение, а также размыв керна и забоя
  • исключается возможность загрязнения и увлажнения шлама, а также смешивание разностей шлама, вынесенных с разных горизонтов
  • исключается такой важный пункт, как доставка воды к скважинам
Колонковая трубаКернорвательКерн

Основной недостаток - при заполнении колонковой трубы керном приходится поднимать колонковый снаряд на дневную поверхность, в отличие от бурения сплошным забоем.

Основное преимущество – высокая скорость проходки в породах от V категории и выше. Возможность извлечения на дневную поверхность керна с ненарушенной структурой.

Бурение с промывкой

Из общего объема бурения скважин на воду более 85% выполняют вращательным способом с промывкой технической водой или глинистым раствором. В качестве промывочной жидкости при вскрытии водоносных горизонтов используют воду, глинистые растворы, обработанные неионогенными ПАВ (ОП-7, ОП-10 и др.), водногипановые (3-5%-ные) и карбонатные растворы. При бурении вращательным способом используются два вида промывки: прямая и обратная

При прямой промывке промывочная жидкость подастся к породоразрушающему инструменту по бурильным трубам и по кольцевому зазору между бурильными трубами и стенками скважины поднимается на поверхность вынося с собой кусочки разрушенной породы (шлама).

При обратной промывке промывочная жидкость поступает в скважину через герметически закрытое устье по стволу скважины и поднимается по бурильным трубам на поверхность.

Схема промывки скважины

Схема промывки скважины: а – прямая;
б – обратная; 1 – стенки скважины; 2 – направляющая труба; 3 – бурильная труба; 4 – сальник; 5 – отвод промывочной жидкости; 6 – крышка; 7 – подача промывочной жидкости; 8 – переходник.

Бурение сплошным забоем производится шарошечными долотами, тип которых подбирается исходя из категории буримой породы.

Долото 1Долото 2Долото 3Долото 4Долото 5

Основные преимущества - скорость бурения этим способом в породах мягких и средней твердости на любых глубинах примерно в 3 раза выше по сравнению с ударно-канатным. Конструкция скважины вращательного бурения значительно проще, а расход обсадных труб на 40-60% меньше, чем при ударно-канатном бурении. Значительно меньшая по сравнению с другими способами энергоемкость и энергозатратность.

Основной недостаток – обеспечение буровых станков водой и глиной.

Бурение с продувкой сжатым воздухом

При бурении с прямой продувкой процессы в общих чертах такие же как и при бурении с прямой промывкой. Только вместо раствора через сальнкик-вертлюг подается сжатый воздух. И разрушенная порода (шлам) выдувается на поверхность.

Ударно-вращательное бурение осуществляется пневмоударниками сплошным забоем, или колонковой трубой со специальной коронкой кольцевым забоем с отбором керна.

Долото 6Долото 7

Основные преимущества - нет необходимости в подвозе воды к буровым установкам, высокая скорость проходки в породах выше VI категории по буримости.

Основные недостатки - необходимость мощных компрессоров, затруднительно и не целесообразно бурить данным методом мягкие и вязкие породы.



Наши буровики

Что еще?

Подробнее о бурении скважин, а так же о типах скважин на воду, технологии бурения, истории бурения, обсадных трубах, насосах и многом другом читайте в соответствующих разделах.

Таганрог Геострой
© Таганрог Геострой

Бурение скважин на воду
в Таганроге и Ростовской области